Revolusi Perawatan: Sensor Dinding Mandiri Deteksi Glukosa Air Kencing Secara Nirkabel
Dalam studi terbaru, ilmuwan dari Tokyo University of Science (TUS) mengembangkan sensor dinding mandiri inovatif yang menghasilkan listrik yang diperlukan langsung dari air kencing menggunakan sel bahan bakar bio. Perangkat yang diusulkan dapat secara nirkabel transmisi konsentrasi glukosa yang diukur dan memberitahui kehadiran air kencing, membantu mencegah diabetes dan sangat menyederhanakan perawatan pasien.
Berkat ilmu pengetahuan dan obat modern, sekarang kita tahu lebih banyak tentang tanda-tanda awal penyakit tertentu dan biomarker mana yang harus diperiksa. Yang terpenting, kita memiliki perangkat dan teknik yang diperlukan untuk menyampel dan menganalisis biomarker ini dengan nyaman dalam pengaturan klinis sehingga dokter, pasien, dan perawat dapat bertindak sesuai. Dalam bidang teknologi kesehatan yang terus berkembang, elektronika wearable dan biosensor dianggap sebagai game changer potensial, karena mereka memungkinkan tanto petugas medis maupun non-medis untuk memantau variabel tubuh yang relevan dari jarak jauh.
Dalam kasus spesifik diabetes, pemantauan kadar gula darah sangat penting. Untungnya, kadar gula air kencing memberikan informasi tidak langsung tentang kadar gula darah dan dapat digunakan sebagai biomarker alternatif untuk menghindari pengambilan darah secara terus-menerus. Sensor dapat disematkan langsung ke dalam dinding mereka, untuk mengukur kadar gula air kencing pada pasien lansia atau perawatan jangka panjang. Dengan secara nirkabel transmisi data yang diperoleh, sensor dinding dapat sangat menyederhanakan tugas perawatan dan pemantauan kesehatan. Namun, baik sensor maupun transmisi nirkabel memerlukan sumber energi untuk berfungsi dan memasukkan baterai ke dalam dinding mungkin merupakan solusi yang menimbulkan pertanyaan dari sudut pandang lingkungan dan praktis.
Ilmuwan dari TUS telah menemukan solusi untuk masalah ini. Mereka telah mengembangkan pendekatan yang menjanjikan untuk mewujudkan sensor dinding mandiri yang dapat menghasilkan energi langsung dari air kencing.
Tapi bagaimana seseorang menghasilkan cukup listrik dari air kencing untuk memberi daya pada sensor? Jawabannya terletak pada elektrokimia. Ilmuwan mengembangkan sel bahan bakar bio berbasis kertas yang, melalui pasang reaksi reduksi-oksidasi, menghasilkan daya listrik yang proporsional dengan jumlah glukosa dalam air kencing. Pertimbangan penting dalam desain sel bahan bakar bio tersebut adalah jumlah air kencing yang diperlukan untuk menghasilkan cukup daya dan stabilitas serta ketahanan keseluruhan perangkat. Dengan hal ini dalam pikiran, ilmuwan mengembangkan anoda khusus, terminal negatif sel elektrokimia, menggunakan proses yang dikenal sebagai "graft polymerization" yang memungkinkan mereka untuk membantah enzim bereaksi glukosa dan molekul mediator secara kokoh pada lapisan karbon pori, yang berfungsi sebagai bahan konduktif dasar.
"Selain memantau glukosa dalam konteks diabetes, sensor dinding dapat digunakan untuk memeriksa kehadiran air kencing dari jarak jauh jika Anda menyimpan gula sebagai bahan bakar sebelumnya. Di rumah sakit atau situs perawatan, tempat ratusan dinding mungkin harus diperiksa secara berkala, perangkat yang diusulkan dapat mengurangi beban berat perawat," kata Dr. Isao Shitanda.
Singkatnya, sensor yang direkayasa oleh tim Dr. Shitanda tidak hanya dapat mencegah diabetes, tetapi juga membuat manajemen dinding lebih efisien dan responsif tanpa mengorbankan lingkungan. "Kami yakin konsep yang dikembangkan dalam studi ini dapat menjadi alat yang sangat menjanjikan untuk pengembangan umum biosensor wearable mandiri," kata Dr. Shitanda. Singkatnya, sensor yang direkayasa oleh tim tidak hanya dapat mencegah diabetes, tetapi juga membuat manajemen dinding lebih efisien dan responsif tanpa mengorbankan lingkungan. "Kami yakin konsep yang dikembangkan dalam studi ini dapat menjadi alat yang sangat menjanjikan untuk pengembangan umum biosensor wearable mandiri," katanya.
